Eutrofizace vodní nádrže Orlík: Jak ji co nejlevněji vyřešit?

Eutrofizace vodní nádrže Orlík: Jak ji co nejlevněji vyřešit? Analýza nákladů a přínosů opatření ke snížení eutrofizace vodní nádrže Ing. Lenka Slavíková, Ph.D., Ing. Ondřej Vojáček, Ph.D. Ing. Jan Macháč a Ing. Tomáš Smejkal

1

Eutrofizace vody

Zdroje fosforu

Nadměrná (antropogenní) eutrofizace vody je problémem zejména druhé poloviny 20. století. Hlavním následkem zvýšené eutrofizace vod je nadměrný rozvoj fytoplanktonu (zelených řas a sinic). Velké množství těchto organismů ve vodě má negativní vliv na jakost vody, jednak během svého života svými životními pochody a jednak po úhynu, když dochází k jejich rozkladu. Zvlášť negativně se projevuje ve vodárenských nádržích, kde se fosfor hromadí v sedimentech (v bahně) na dně nádrží. Fosfor stojí v centru pozornosti všech snah o tlumení eutrofizace vod, jeho koncentrace ve vodě je obvykle limitující pro vývoj celé rostlinné populace. Objeví-li se ně-

Hydrobiologický ústav AV ČR v Českých Budějovicích uskutečnil v období let 2007 –2009 měření koncentrací fosforu ve vodní nádrži, na jehož základě vznikl bilanční model zahrnující bodové i plošné zdroje fosforu. Hlavními zdroji fosforu jsou podle něj komunální odpadní vody vypouštěné do toků, intenzivní chov ryb v rybnících a zemědělské obhospodařování v povodí. Zdroje fosforu v povodí vodní nádrže Orlík (2007–2009) průměr v t/rok

kde z různých důvodů jeho nadbytek, vede to obvykle k nadprodukci fytoplanktonu.

Vodní nádrž Orlík Celosvětově je postiženo nadměrnou eutrofizací vody téměř 90 % veškeré sladkovodní stojaté vody. Česká republika není výjimkou. Nachází se zde řada vodních ploch, které čelí nadměrné eutrofizaci vody a v důsledku toho i nadměrnému výskytu sinic (tzv. vodního květu). Jednou z  nejznámějších oblastí je vodní nádrž Orlík. Eutrofizace vzniká velkým vtokem fosforu do vodní nádrže. Ročně do nádrže přiteče cca 288 t fosforu. Povodí vodní nádrže odpovídá povodí horní Vltavy a zaujímá rozlohu 12 117 km2, tedy přibližně 1/7 rozlohy České republiky. V části povodí se nachází významná rybníkářská oblast s  intenzivní produkcí ryb (16 000 rybníků), 52 % procent plochy povodí se využívá k zemědělství, 42 % zaujímají lesy, převažuje produkce obilovin (pšenice, žito), olejnin (řepka, slunečnice, mák) a krmných plodin pro živočišnou výrobu zaměřenou na chov skotu, prasat a drůbeže.

Zemědělství 31 t (12 %) Rybárenství 58 t (22 %)

Ostatní zdroje 56 t (11 %)

Odpadní vody – 143 t (55 %)

Mapa povodí vodní nádrže Orlík

1 2 3 4 5 6 7

Vltava Pěkná Vodní nádrž Lipno Malše – Pořešín Vodní nádrž Římov Vltava – Hluboká n. V. Vodní nádrž Hněvkovice Lužnice – Veselí n. L.

8 9 10 11 12 13 14

Lužnice – Klenovice Lužnice – Koloděje n. L. Otava – Katovice Otava – Topělec Lomnice – Ostrovec Skalice – Varvažov Vodní nádrž Orlík

Zdroj: HEJZLAR, J. et al. 2014. Deliverable 7.17: Synthesis of work at River Vltava catchment. Výstup z projektu REFRESH. [online] 2014, dostupné na: http://www.refresh.ucl.ac.uk/ webfm_send/2374

2

HEJZLAR, J. et al. 2010. Bilance zdrojů fosforu a dusíku v povodí nádrže Orlík. Studie pro Povodí Vltavy, státní podnik, Praha. Biologické centrum AV ČR, v. v. i., Hydrobiologický ústav, České Budějovice, 2010, 30 s. + 289 příloh.

V současné době přitéká ročně do nádrže 288 t fosforu. Toto množství zapříčiňuje výše popsanou eutrofizaci. K jejímu odstranění je třeba snížit koncentraci fosforu ve vodě na polovinu, k čemuž je třeba redukovat vnos fosforu na 136 t ročně. V současné době jsou realizovaná opatření, které povedou k snížení fosforu o 22 t ročně. V dalším období je tak zapotřebí snížit vnos o 114 ročně.

3

Možná opatření ke snížení eutrofizace vodní nádrže

Hledání nejefektivnější cesty, jak snížit eutrofizaci

Klíčovým krokem ke snížení vnosu fosforu do vodní nádrže je identifikace opatření, která povedou ke snížení vnosu fosforu. Výběr opatření vychází z analýzy zdrojů fosforu. Pro jednotlivá opatření byla určena jak účinnost, tak náklady na jejich realizaci.

(analýza nákladové efektivnosti) Pro identifikovaná opatření byla na základě jejich účinnosti a nákladů určena nákladová efektivnost (náklady na odstranění 1 tuny fosforu). Podle nákladové efektivnosti byl sestaven nákladově efektivní scénář snížení vnosu fosforu do nádrže. Jde o scénář, jehož uvedení do praxe by přineslo snížení eutrofizace na požadovanou úroveň nejlevněji, jak je to při daném užívání nádrže a technologických možnostech snižování znečištění možné.

Postup při analýze opatření

Určení – účinnosti opatření – nákladů opatření

Příklady možných opatření: Bodová opatření: čistírny odpadních vod, retenční nádrže, rekonstrukce kanalizací Opatření v rybníkářství: změna chovu ryb – přechod na méně intenzivní chov Opatření v oblasti vnosů fosforu ze zemědělství: zatravnění 20 metrů širokých pásů podél vodotečí a nádrží, zatravnění svažitých ploch, nehnojení svažitých ploch a zavedení bezorebných technologií aj.

Nákladově nejefektivnější scénář Při realizaci navrhovaného scénáře by se na celkovém snížení fosforu podíleli: téměř z 60 % rybníkáři s ročními náklady 310 mil. Kč téměř z 30 % bodové zdroje (opatření čištění odpadních vod) s náklady 266 mil. Kč ročně z 10 % zemědělci s celkovými ročními náklady na úrovni 27 mil. Kč Náklady na dosažení cíle (v mil. Kč)

Celkové náklady (v mil. Kč ročně)

Zdroj fosforu

Opatření na snížení fosforu

Množství odstraněného fosforu (v t / rok)

Množství odstraněného fosforu

Rybníkářská opatření

33,9 t 69,1 t

foto: Jan Macháč

4

11 t

Bodová opatření

Zemědělská opatření

Oba grafy stejně jako tabulka z nadcházejícíc strany pochází z: VOJÁČEK, O. et al. 2014. Deliverable Deliverable 6.19: Cost-effectiveness analysis report for the Vltava catchment, Czech Republic, including analysis of disproportionality. Výstup z  projektu REFRESH. [online] 2014, dostupné na: http://www.ieep.cz/download/publikace/cea_orlik.pdf nebo také spíše: http://www.refresh.ucl. ac.uk/webfm_send/2225

5

Předpokládané užitky a náklady snížení eutrofizace (analýza nákladů a přínosů) Nejviditelnější přínos snížení eutrofizace vody, a tedy i vodního květu, by měl spočívat v nárůstu společenských užitků spojených především s rekreací. Zlepšení kvality vody bude mít přímý vliv na možnosti koupání, rybolovu, jachtingu, kempaření a dalšího podobného volnočasového vyžití. Následky zlepšení kvality vody lze také identifikovat ve spojitosti s cestovním ruchem, podnikáním, příjmy obcí, cenami rekreačních objektů, snížením negativního vlivu na zdraví obyvatel atd.

Regionální hodnocení přínosů: Soustředili jsme se na Orlickou přehradu, níže po toku je však i Slapská přehrada, kde by také došlo ke snížení eutrofizace a nárůstu užitků. Jaké jsou tedy další námi nehodnocené přínosy v celé oblasti, kde by byla zlepšena kvalita vody? Ocenění typů přínosů: V rámci přínosů jsou hodnoceny především rekreační užitky. Velikost ostatních přínosů (např. tzv. ekosystémové služby) byla pouze odhadnuta jako podíl z rekreačních užitků. Tento odhad může být podhodnocený. Metodologie ocenění přínosů: V rámci hodnocení přínosů bylo využito metody benefit transfer, jejíž výsledky mohou být zkreslené. Primární sběr dat by přispěl k větší přesnosti ocenění přínosů. Hledání levnějších cest snižování znečištění: V rámci tvorby scénáře snižování emisí fosforu jsme počítali efektivnost a náklady obvyklých opatření ke snižování emisí. Existují však i další možnosti, jak levněji snížit vnos fosforu do nádrže, jako je např. spolupráce měst a obcí s rybníkáři o využití přirozené retenční schopnosti rybníků aj.

Širší souvislosti fota: Jiří Hradec

V rámci představeného scénáře zlepšení kvality vody byly exaktně počítány především rekreační užitky, které byly oceněny na základě současné návštěvnosti a kvality vody. V následujících 20 letech je přínos ze zlepšení kvality vody odhadován na přibližně 2 mld. Kč v závislosti na zvoleném scénáři. Scénáře přínosů a nákladů spojených s odstraněním eutrofizace

SCÉNÁŘE

Optimistický

Realistický

Provedená analýza ukázala na extrémní nutnost provádění podobných typů analýz při plánování v povodích a před samotnou realizací opatření ke snížení znečištění vod. Jako příklad uveďme stávající realizovaná opatření v povodí Orlické přehrady, kdy dojde ke snížení vnosu fosforu do nádrže o přibližně 22 tun/rok při vynaložení 465 mil. Kč ročně. Porovnejme toto číslo s redukcí o 114 tun/rok při nákladech 602 mil. Kč, v nákladově efektivním scénáři realizovaném v rámci projektu, když jsou využita nejefektivnější opatření. Je zjevné, že provádění ekonomických analýz může vést k výrazné úspoře při snižování znečištění vod v ČR.

Pesimistický

Celkové přínosy (mld. Kč)

3,97

2,00

1,07

Celkové náklady (mld. Kč)

13,66

15,25

17,16

Přínosy – náklady

-9,69

-13,25

-16,09

Srovnání nákladů a přínosů opatření ke snížení eutrofizace vody Výsledky jednotlivých scénářů jsou představeny v tabulce výše. Z výsledků vyplývá, že náklady na dosažení zlepšení kvality vody jsou ve všech scénářích vyšší než očekávané přínosy, a to několikanásobně. Z ekonomického hlediska to znamená, že zlepšení kvality vody by vedlo k poklesu blahobytu společnosti, protože náklady na toto zlepšení jsou vyšší než přínosy. Závěry však nelze takto jednoznačně interpretovat, existuje zde řada nejistot. K těm hlavním patří následující:

6

foto: Jan Macháč

7

Projekt REFRESH REFRESH je mezinárodní projekt (2010–2014) zkoumající možnosti adaptačních a mitigačních opatření, která by mohla být přijata k minimalizaci nepříznivých dopadů změny klimatu na množství, jakost a rozmanitost sladkého vodstva. Cílem je dosažení dobrého ekologického stavu a zachování druhové pestrosti organismů. Kromě rozsáhlých hydrobiologických výzkumů zaměřených na zvyšující se teploty vody, změny hladiny vody a režimů proudění a přebytky živin bylo nedílnou součástí projektu i navržení nákladově efektivního programu obnovy pro sladkovodní ekosystémy. Hlavním nositelem projektu v České republice byl Hydrobiologický ústav AV ČR, hlavní řešitelem doc. Ing. Josef Hejzlar, CSc. Celkově bylo do projektu zapojeno 6 pilotních povodí. Kromě ČR byly obdobné studie provedeny v Anglii, Skotsku, Finsku, Norsku a Řecku.

Naše zapojení v projektu V rámci rozsáhlého mezinárodního projektu REFRESH zpracovaly týmy IEEP a IREAS, Institutu pro strukturální politiku, o. p. s. ekonomickou analýzu problému eutrofizace vodní nádrže Orlík, která byla vybrána jako jedno z pilotních území. Jednalo se o vyhodnocení nákladové efektivnosti identifikovaných opatření určených ke snížení vnosu fosforu do nádrže (cost-effectiveness analysis – CEA), a dále o vyčíslení předpokládaných užitků ze zlepšení kvality vody s využitím metody benefit transfer. Analýzy byly doplněny o diskuse opatření s klíčovými aktéry ve sledovaném povodí a o určení distribučních dopadů navrhovaných opatření na různé sektory ekonomiky. Výzkumný tým tvořili Ing. Lenka Slavíková, Ph.D., Ing. Ondřej Vojáček, Ph.D., Ing. Jan Macháč a Ing. Tomáš Smejkal.

foto: Jiří Hradec

Pro více informací: Ing. Ondřej Vojáček, Ph.D. – [email protected] Ing. Lenka Slavíková, Ph.D. – [email protected]

EU 7th FP project GA No. 244121 www.refresh.ucl.ac.uk

IEEP Institut pro Ekonomickou a Ekologickou Politiku

IREAS